Netzknoten (Grid Stations) verstehen: Wie elektrische Energieverteilung funktioniert

Früher war der Strombedarf gering (Beleuchtung, Heizung), sodass kleine Kraftwerke in Lastnähe gebaut wurden. Heute ist der Bedarf enorm. Große Kraftwerke erzeugen riesige Leistungen und benötigen viel Platz – sie können nicht im Lastzentrum errichtet werden (Platzmangel, Gefahrenpotenzial).

Daher werden Kraftwerke fernab von Siedlungen und Lastzentren gebaut. Hier wird das Übertragungs- und Verteilnetzkonzept relevant. Elektrische Energie kann als Wechsel- oder Gleichstrom, über Freileitungen oder Erdkabel übertragen werden. Erdkabel sind für Pakistan teuer; dort nutzt man Freileitungen. Heute betrachten wir das typische AC-System in Pakistan.

Wie Wechselstrom vom Kraftwerk zum Verbraucher gelangt

Das Stromversorgungssystem besteht aus einem großen Leiternetz zwischen Kraftwerk und Verbraucher. Es gliedert sich hauptsächlich in Übertragungs- und Verteilnetz. Beide werden in primäre und sekundäre Ebenen unterteilt. Heute wird im 3-Leiter-System übertragen, aber das 4-Leiter-System ist weltweit aus wirtschaftlichen Gründen Standard.

• Erzeugungsanlage (Generating Station)

Hier wird elektrische Energie in 3-phasigen Parallel-Generatoren erzeugt. Zur Erleichterung wird mit 11 kV generiert und über Leistungstransformatoren auf 132 kV hochtransformiert.

• Primärübertragung (Primary Transmission)

Die 11 kV werden auf 132 kV hochtransformiert und im 3-phasigen 3-Leiter-Freileitungssystem zum Lastzentrum übertragen. Dies bildet die Primärübertragung.

• Sekundärübertragung (Secondary Transmission)

Die Primärleitungen enden an der Stadtgrenze in der Empfangsstation. Hier wird die Spannung auf 33 kV herabtransformiert. Von dort wird die Energie im 3-phasigen 3-Leiter-System zu verschiedenen Netzknoten (Grid Stations) in der Stadt geleitet. Dies bildet die Sekundärübertragung.

• Primärverteilung (Primary Distribution)

Die Sekundärleitungen enden in Umspannstationen. Hier wird die Spannung von 33 kV auf 11 kV (3-phasig, 3-Leiter) reduziert. Diese 11-kV-Leitungen verlaufen entlang der Stadtstraßen. Dies bildet die Primärverteilung. Großverbraucher (> 50 kW) werden oft direkt mit 11 kV versorgt.

• Sekundärverteilung (Secondary Distribution)

Die 11-kV-Primärverteilungsleitungen speisen Verteilumspannstationen nahe der Verbraucher. Diese transformieren auf 400 V (3-phasig, 4-Leiter) für die Sekundärverteilung. Spannung zwischen zwei Phasen: 400 V; zwischen Phase und Neutralleiter: 230 V.